Questão 28

Foram preparadas quatro soluções aquosas a $25\ ^\circ\mathrm{C}$. As soluções X, J e Q possuem a mesma concentração, de $0{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$, sendo compostas, respectivamente, por glicose, $\ce{NaCl}$ e $\ce{CaCl2}$. A solução Z contém etanol na concentração de $10\%$ (m/m). Considere que $\ce{NaCl}$ e $\ce{CaCl2}$ são eletrólitos fortes.

Analise as afirmativas abaixo:

I. As soluções X e Z apresentam condutividade elétrica desprezível e inferior à das soluções J e Q, sendo que J $<$ Q.

II. O abaixamento do ponto de congelamento segue a ordem X $<$ J $<$ Q.

III. A solubilidade de $\ce{CO2}$(g) nas soluções depende apenas da pressão do gás e da temperatura.

IV. Ao misturar volumes iguais das soluções J e Q, a concentração de $\ce{NaCl}$ passa a $0{,}05\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$, e a condutividade da solução resultante aumenta em relação às soluções J e Q.

Assinale a alternativa que contém as afirmações CORRETAS.

A glicose e o etanol são moleculares e não se ionizam. Já os dois sais são eletrólitos fortes:
$$\ce{NaCl -> Na^+ + Cl^-} \qquad (i = 2)$$
$$\ce{CaCl2 -> Ca^{2+} + 2Cl^-} \qquad (i = 3)$$
Logo, para a mesma concentração de $0{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$: a solução X fornece $0{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ de partículas, a solução J fornece $0{,}20$ e a solução Q fornece $0{,}30$.

I) glicose e etanol são não eletrólitos — não há íons livres em X nem em Z, e a condutividade dessas soluções é desprezível, muito inferior à das soluções salinas. Entre os sais, Q libera mais íons por fórmula e ainda traz um cátion de carga $+2$, que transporta mais carga por partícula. Assim, J conduz menos que Q. A afirmação está correta.

II) o abaixamento crioscópico obedece a
$$\Delta\theta_c = K_c \cdot W \cdot i$$
e depende, portanto, da concentração de partículas. Com $0{,}10$, $0{,}20$ e $0{,}30\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ de partículas em X, J e Q, o abaixamento cresce nessa mesma ordem, ou seja, X $<$ J $<$ Q. A afirmação está correta.

III) a lei de Henry relaciona a solubilidade do gás à sua pressão parcial, e a constante de Henry depende da temperatura — mas depende também do solvente. Numa solução eletrolítica, os íons se cercam de moléculas de água e reduzem a quantidade de solvente efetivamente disponível para o gás, fenômeno conhecido como salting out. Portanto, a solubilidade não depende apenas da pressão e da temperatura, mas também da força iônica. A afirmação está errada.

IV) Ao misturar volumes iguais, o volume dobra e cada concentração cai pela metade, de modo que a concentração de $\ce{NaCl}$ passa a $0{,}05\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ — e a de $\ce{CaCl2}$, a $0{,}05\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$. Entretanto, contado os íons da mistura:
$$[\ce{Na^+}] = 0{,}05 \qquad [\ce{Ca^{2+}}] = 0{,}05 \qquad [\ce{Cl^-}] = 0{,}05 + 2\times 0{,}05 = 0{,}15$$
$$\text{total} = 0{,}25\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}\ \text{de íons}$$
Esse valor é maior que os $0{,}20$ da solução J, mas menor que os $0{,}30$ da solução Q. A mistura é necessariamente intermediária entre as duas, e não pode ser mais condutora que solução original mais concentrada. A afirmação está errada.

Estão corretas I e II. Item A.